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利用直接激光写入技术制备用于声学粒子聚焦的硅微流控芯片
摘要： 我们开发了一种利用直接激光写入技术在硅片上快速简便制备微流控通道的方法。通过优化激光微加工工艺，制备出具有垂直侧壁的微流控通道，适用于体声波驱动的声学粒子聚焦。声学谐振通道设计宽度为380微米，分叉为三条127微米宽的侧出口通道。制备微流控通道的优化参数为：激光辐射功率50%、脉冲频率10千赫兹、扫描35次。在此参数下，5小时内可完成六片芯片的激光烧蚀。采用粘接工艺用玻璃晶圆密封微流控通道，切割成独立芯片后，每个芯片粘贴压电换能器。当施加2.03兆赫兹声波激励时，微流控通道内产生半波长谐振模式，直径10微米的聚苯乙烯微粒沿通道中心线聚焦。该制备方法特别适用于科研用途，可快速原型制作用于声流体应用的硅-玻璃微流控芯片。
关键词： 声泳、声流控、超声、激光微加工、粒子操控、微制造
更新于2025-09-16 10:30:52
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从光伏到生物：在激光中心UPM度过光伏泡沫期
摘要： 激光中心UPM是西班牙在高功率激光工业应用领域领先的研究中心之一。该中心成立于1998年，隶属于西班牙最古老且规模最大的理工大学——马德里理工大学，其核心工作聚焦于将激光工艺向工业领域的技术转移。凭借在采用快速及超快激光进行微加工方面的重要经验，该中心在光伏产业激光工艺开发领域取得了尤为显著的成果。自2004年起，通过与西班牙其他公共机构及工业伙伴的合作，该中心在此领域的研究产生了重要的科学与技术影响。遗憾的是，由于整体经济?；乇鹗枪夥档姆⒄贡浠庀罟ぷ髯?010年起受到严重限制。然而，在特定应用领域积累的经验基础及由此形成的研究惯性，为UPM激光中心开辟了生物医学先进激光工艺的新方向。本文总结了UPM激光中心在光伏领域的主要成就，以及其如何利用为光伏产业开发新型激光工艺所积累的经验，成功转型至生物医学等完全不同领域的新应用。
关键词： 金属化、激光生物打印、激光诱导正向转移、激光微加工、硅光伏技术
更新于2025-09-12 10:27:22
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旋转对称金属零件超快脉冲激光微加工的新策略
摘要： 超快激光用于加工旋转对称金属部件已有数年时间，但始终未能在与价格低廉得多的光纤激光器的竞争中胜出。目前的限制因素在于用于驱动工件在固定激光束下移动的旋转轴与直线轴的动态性能。尽管采用超快脉冲激光加工的表面质量优于光纤激光加工，但从整体经济效益考量，这类应用大多仍不具备采用超快脉冲激光的合理性。因此，我们需要创新理念来挖掘超快脉冲激光的潜力——特别是其高重复频率和持续提升的平均功率特性。本文提出的解决方案采用高端振镜扫描器，使激光束以每秒数十米的速度扫过持续旋转的工件，其核心在于实现激光器、扫描器与各轴之间的精准同步。
关键词： 效率、超快激光器、激光微加工、同步、振镜扫描仪
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年IEEE欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 矢量贝塞尔光束的产生及其在透明材料激光微加工中的应用
摘要： 贝塞尔光束因能产生高深宽比微空腔[1]，且可通过控制微裂纹形成实现高效切割透明材料[2,3]，成为激光微加工的理想选择。通过诱导光束轮廓不对称性可控制裂纹扩展方向[3]，从而实现非直线超快玻璃切割。各类无衍射光束的激光-物质相互作用研究已较深入，其用于激光微加工的应用前景可期。矢量光束比标量光束更具特性，能为材料微制造带来额外优势——例如矢量贝塞尔光束具有环形强度分布及复杂偏振空间分布，可分解为两个横向偏振强度分量[4]。本研究采用轴锥镜与s板（光子学工作室径向偏振转换器[5]）生成矢量贝塞尔光束：s板产生角向或径向偏振光束，轴锥镜将其转换为无衍射矢量贝塞尔光束，偏振片用于分离正交偏振分量（图1）。该生成方案适用于高能光束系统，因s板可承受超短（飞秒-皮秒）高功率脉冲。为探究其在透明材料微加工中的应用，我们采用矢量贝塞尔光束进行玻璃微加工，成功诱导出高深宽比体积改性和微裂纹。矢量贝塞尔光束在玻璃中产生圆柱状材料改性区（图2a），而单偏振分量则形成两条平行针状改性区（图2b）。将脉宽延长至数皮秒时，观察到垂直于光束传播方向且平行于双强度峰的微裂纹（图2c）。这些改性特征的研究有助于提升激光微加工的质量与速度。
关键词： 贝塞尔光束、激光微加工、透明材料、轴锥镜、矢量光束、S板
更新于2025-09-12 10:27:22
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使用皮秒脉冲激光无掩?？焖僦圃觳Ａ⒘骺仄骷?
摘要： 传统的玻璃微流控器件制造是一个复杂的多步骤过程，需要结合多种不同的加工技术，通常包括光刻、化学/干法蚀刻以及热/阳极键合。因此，该过程耗时且成本高昂，特别是在开发微流控原型或小批量生产时。本报告描述了一种仅需使用皮秒脉冲激光系统作为唯一工具的制造技术，可直接从透明玻璃基板制备微流控器件。该激光系统用于在玻璃上直接生成微流控图案、在玻璃盖板上钻孔以形成进出口端口，并将两片玻璃板键合在一起以从顶部封闭激光生成的图案。该方法可在数小时内制造出功能完整的微流控器件，且无需使用任何投影掩模、危险化学品或额外昂贵设备（如掩模写入器或键合机）。该方法适用于制备多种类型的微流控器件，例如Hele-Shaw腔室以及包含类似真实岩样放大横截面的复杂图案的微流控器件（适用于CO2封存、水修复和碳氢化合物开采过程研究）。该方法还提供了将这些器件内部嵌入小型三维物体的途径。
关键词： 玻璃微流控器件、激光微加工、皮秒脉冲激光、无掩模制造、激光微焊接、快速原型制作
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光图案化基底上液滴脱落的实验研究
摘要： 为研究超疏水激光微加工表面在不同剪切流速作用下的液滴脱落动力学特性，开展了一项实验研究。为考察液体性质对液滴脱落的影响，实验采用蒸馏水、乙二醇、丙二醇和甘油四种不同液体?；诳掌羟辛魉俨饬恳旱稳笫ざ龋⒏萘俳缥げ桶履谧舾袷鄄斓饺植煌た觯涸诘谝还た觯ㄎげ桶履谧舾袷系停┫?，液滴仅发生轻微形变或旋转而未脱离表面；第二工况（韦伯数较高而奥内佐格数较低）中，液滴发生形变并脱离表面，后续可能产生碎裂，本文进一步讨论了液滴脱离时间随韦伯数和奥内佐格数的变化规律；第三工况（奥内佐格数较高）下既无液滴脱离也无溪流形成。最终建立了预测剪切流作用下激光图案化表面液滴行为的经验关联式，本研究可作为温度改变液体性质时超疏水表面液滴动力学研究的基准。
关键词： 超疏水表面、奥内佐格数、液滴脱落、激光微加工、韦伯数
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 利用双焦点SLM仿真透镜实现更快的飞秒激光加工
摘要： 生成多光束是提高先进激光材料加工技术处理速度的成熟方法。这种多焦点技术在激光微加工、扫描显微镜、光数据存储和光学镊子阵列等领域已展现出良好效果。特别值得注意的是，该技术适用于需要在厘米级或更大表面积上进行激光处理的物体制造。近年来，通过空间光调制器（SLM）将输入光束分割为多束（最多可达1000束[1]）以实现垂直于传播轴平面的同步加工，这种并行化处理方式得到了深入研究。该方法主要基于全息飞秒激光加工技术[2]，即在SLM上显示计算机生成的全息图（CGH）。其他应用还包括相位畸变和透镜像差校正[3]，以及四维光形貌控制[4]。SLM在动态脉冲整形、提高激光能量利用效率以及复杂形状加工方面具有独特优势。
关键词： 空间光调制器、激光微加工、计算机生成全息图、双焦点空间光调制器、飞秒激光加工
更新于2025-09-12 10:27:22